Promieniowanie ciał - cieplne/termodynamiczne/elektromagnetyczne
- jeden z kamieni milowych fizyki współczesnej, który dał drogę do powstania
mechaniki kwantowej (por. komputery kwantowe i Projekty EU )
e-book: promieniowanie ciał film(ang.): Katastrofa w nadfiolecie
Str.427 z "Historii fizyki" A.K.Wróblewski PWN 2006 - historyczne wzory na zdolność
emisyjną w zal. od λ (długość fali) i T (temperatura skali Kelvina)
W 1859 r. twórca prawa promieniowania cieplnego (prawo Kirchhoffa) dotyczącego zależności między zdolnością emisyjną i absorpcyjną oraz w 1862 r. pojęcia "ciała doskonale czarnego" , jak też praw dotyczących obwodów elektrycznych (pierwsze i drugie prawo Kirchhoffa). Razem z Robertem W. Bunsenem odkryli cez i rubid, wynaleźli spektroskop, a także opracowali metody analizy spektralnej.
John William Strutt,
3. baron Rayleigh, Lord Rayleigh
John William Strutt, 3. baron Rayleigh, Lord Rayleigh (ur. 1842 w Langford Grove, zm. 1919 w Witham) – brytyjski fizyk, profesor Uniwersytetu w Cambridge (1879-1887) i Uniwersytetu w Londynie (od roku 1887), laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki w roku 1904 „za badania nad gęstością najważniejszych gazów i odkrycie argonu”.
Josef_Stefan
słow.
Jožef Štefan
Austriacki fizyk pochodzenia słoweńskiego, prowadził badania głównie w dziedzinie optyki, kinetycznej teorii gazów oraz ciepła. W 1878 roku stwierdził doświadczalnie zależność zdolności emisyjnej ciała doskonale czarnego od jego temperatury. Jego odkrycie jest znane jako prawo Stefana-Boltzmanna (B. był jego uczniem). Później L.Boltzmann wyprowadził wzrór z T^4 teoretycznie.
Uwaga: całkowanie funkcji podanej przez Plancka wymaga użycia funkcji Z Riemanna (najnowszy dowód -> hipoteza Riemanna )
Austriacki fizyk, autor podstawowych prac z kinetycznej teorii gazów. Podał statystyczne objaśnienie II zasady termodynamiki. Określił związek między termodynamiką a mechaniką statystyczną. Wyprowadził równanie transportu, znane jako równanie Boltzmanna. Na jego grobie wyryto wzór "S = k log W"
Wprowadził on stałą fizyczną pojawiająca się w równaniach określających rozkłady energii molekuł, nazwaną na jego cześć stałą Boltzmanna.
W 1884 sformułował teoretycznie prawo promieniowania ciał o danej temperaturze (prawo Stefana-Boltzmanna).
Fizyk niemiecki, laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki w roku 1911 za ustalenie związku między temperaturą ciała doskonale czarnego a jego promieniowaniem cieplnym
obecnie znanego jako - prawo Wiena (lub też prawo przesunięć Wiena, dla odróżnienia od drugiego prawa Wiena - wzoru na zdolność emisyjną)
Mając 18 lat Planck zdał egzamin państwowy nauczycielski, a rok póżniej w lutym 1879 obronił doktorat ("Über den zweiten Hauptsatz der mechanischen Wärmetheorie"). Potem krótko uczył matematyki i fizyki w swym dawnym gimnazjum w Monachium. W czerwcu 1880, w wieku 22 lat, przeprowadził przewód habilitacyjny ("Gleichgewichtszustände isotroper Körper in verschiedenen Temperaturen "). Kolejne 5 lat spędził na Uniwersytecie Monachijskim jakoprivatdozent, utrzymując się z publikacji naukowych. W 1885 r. został powołany na stanowisko profesora nadzwyczajnego w katedrze fizyki teoretycznej Uniwersytetu Kilońskiego. Jego prace z dziedziny termodynamiki i entropii nie wywołały początkowo zainteresowania w świecie naukowym, jednakże monografia pt. "Zasada zachowania energii" zyskała w 1887 r. wyróżnienie na Uniwersytecie w Getyndze. Rok później Planck został powołany na Uniwersytet Berliński, gdzie w 1892 r. awansowano go na profesora zwyczajnego. W tym czasie jego pozycja naukowa jest już ugruntowana, co znajduje wyraz w wybraniu go w 1894 r. do Pruskiej Akademii Nauk. W Berlinie został także jednym z członków Niemieckiego Towarzystwa Fizycznego prowadził wykłady z zakresu fizyki teoretycznej.
14 grudnia 1900 r. w referacie "O teorii prawa rozkładu energii w widmie ciała doskonale czarnego" wyprowadził teoretycznie odgadnięty wcześniej przez siebie wzór poprawnie opisujący to widmo - tzw prawo Placka. Założył, że proces emisji i absorpcji promieniowania odbywa się skokowo, tak że porcje energii są związane z częstością promieniowania wzorem E=hν, gdzie ν jest częstotliwościa fali EM, a h - stałą Plancka Ten wzór i stałą uważa się za początek narodzin mechaniki kwantowej.
Był promotorem kilku późniejszych sław z dziedziny fizyki, w tym dwóch laureatów Nagrody Nobla (Max von Laue i Walther Bothe). Jako jeden z pierwszych docenił teorię względności Einsteina i będąc rektorem Uniwersytetu Berlińskiego sprowadził go na tę uczelnię. W 1918 r. został laureatem Nagrody Nobla.
Jednak los nie szczędził mu ciężkich przeżyć - dwie córki zmarły wcześnie, a jeden z synów zginął w 1916 pod Verdun, drugi został skazany na śmierć i stracony za spisek na życie Hitlera. W czasach nazizmu przeciwstawiał się ostro propagowaniu tzw "fizyki aryjskiej".
Od lat 20. XX w. Planck uchodził za największy autorytet w dziedzinie fizyki w Niemczech i piastował wiele czołowych stanowisk w towarzystwach naukowych swego kraju.
h - stałą Plancka :
Do 20 maja 2019 roku stała Plancka w układzie SI była równa:
20 maja 2019 roku weszły w życie nowe definicje jednostek podstawowych układu SI.
Kilogram został tak zdefiniowany, aby wartość stałej Plancka była równa dokładnie
h=6,62607015 10^(-34) Js
Układ SI :
|
.
Zajmował się badaniem właściwości promieniowania kanalikowego (zob. historia spektrometrii mas) i elektronów pochodzących ze zjawiska fotoelektrycznego, obliczył rozmiar elektronu, odkrył zjawisko nierównomiernego rozłożenia dodatniego ładunku w atomie (ale nie wyprowadził z tego faktu pojęcia jądra atomowego), odkrył polaryzację ładunku w kroplach deszczu (tzw. efekt Lenarda). Szczególnie duże znaczenie miały jego prace dotyczące zewnętrznego zjawiska fotoelektrycznego. W 1902 zapoczątkował badanie przenikania elektronów przez materię.
Lenard znany był ze swych antysemickich i faszystowskich poglądów. Po przegranej przez Niemcy I wojnie światowej, traktacie wersalskim i powstaniu republiki weimarskiej, fanatyczny monarchista Lenard już od początku lat dwudziestych XX w. przypisywał klęskę Niemiec „spiskowi żydowskiemu”. Wprowadził pojęcie „fizyka aryjska”, uczestniczył w badaniach nad skonstruowaniem niemieckiej bomby atomowej. Był fanatycznym nacjonalistą, współpracował z reżimem Hitlera.
W roku 1929 opublikował książkę Große Naturforscher (Wielcy badacze natury), w której propagował pojęcie aryjskiej fizyki niemieckiej. W roku 1936 wydał czterotomowy podręcznik Deutsche Physik (Fizyka niemiecka), w którym zwalczał stworzone przez Alberta Einsteina teorię względności i mechanikę kwantową jako naukę żydowską
Einstein wyjaśnił zaobserwowany w 1888 roku przez Philipa Lenarda efekt fotoelektryczny przyjmując, iż światło oddziałuje z materią w postaci porcji energii nazwanych później fotonami. W 1922 (za rok 1921) Einstein otrzymał Nagrodę Nobla „za zasługi dla fizyki teoretycznej, szczególnie za odkrycie praw rządzących efektem fotoelektrycznym”. Stało się to tak późno, ponieważ większość nominacji jako uzasadnienie podawała sformułowanie przez Einsteina teorii względności, która według komitetu noblowskiego nie była wystarczająco potwierdzona doświadczalnie.(por. 1)
Amerykański fizyk, laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki w roku 1923 za wyznaczenie ładunku elementarnego i prace nad zjawiskiem fotoelektrycznym
W 1895 odkrył nowy typ promieniowania. Promienie te zostały nazwane od nazwiska odkrywcy promieniami Roentgena. Za to odkrycie w roku 1901 został uhonorowany pierwszą Nagrodą Nobla w dziedzinie fizyki. Innymi tematami jego prac były krystalografia i fizyka płynów. Nazwa promieniowanie X lub promienie X jest używana w większości krajów (w tym anglosaskich – X-rays), jednak m.in. w Polsce i Niemczech nazywane są promieniowaniem rentgenowskim (promieniowaniem Röntgena lub Roentgena).
Na jego cześć jednostkę dawki promieniowania jonizującego nazwano rentgenem. Również przyrządy do prześwietleń wykorzystujące promieniowanie rentgenowskie –aparaty rentgenowskie – nazywa się po prostu rentgen (RTG).
Od 1 listopada 2004 jego nazwisko znalazło się również w nazwie pierwiastka chemicznego - roentgen Rg (l.a. 111).
Amerykański fizyk, laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki. Po ukończeniu studiów, około 1918 roku, rozpoczął eksperymenty z promieniowaniem rentgenowskim, które doprowadziły do odkrycia zjawiska nagrodzonego Nagrodą Nobla w roku 1927. Zostało ono nazwane jego nazwiskiem – zjawisko Comptona, efekt Comptona.()
W roku 1941 A.H. Compton pomagał w pracach nad uzyskaniem wystarczających ilości uranu, potrzebnej do budowy bomby atomowej.W czasie II wojny światowej był szefem Laboratorium Metalurgicznego w Uniwersytecie Chicagowskim. Wiele z osiągnięć kierowanej przez niego grupy naukowców wykorzystał Enrico Fermi do uruchomienia w roku 1942 pierwszego reaktora jądrowego
Doświadczenie Comptona było pierwszym i do dziś pozostaje jednym z bardziej eleganckich doświadczeń demonstrujących korpuskularną naturę promieniowania elektromagnetycznego. Większość fizyków około roku 1920 (w tym i sam Compton) uważała zaproponowaną przez Plancka i Einsteina hipotezę kwantów światła za rodzaj modelu matematycznego, odmawiając kwantom fizycznego istnienia. Dla wyników Comptona nie dawało się jednak znaleźć wyjaśnienia na gruncie teorii falowej, zaś proste i eleganckie wyjaśnienie opierało się na założeniu, że kwanty światła rozpraszają się w zderzeniach z pojedynczymi elektronami, że tak przed, jak i po zderzeniu mają jednoznacznie określony kierunek ruchu i że niosą nie tylko energię, ale i pęd – czyli że zachowują się jak klasyczne cząstki. Jednocześnie jednak w tym samym doświadczeniu pomiar energii (długości fali) rozproszonego promieniowania opierał się o wykorzystanie jego falowej natury, a konkretnie zjawiska dyfrakcji.
Niedługo po opublikowaniu wyników Comptona dualizm korpuskularno-falowy stał się powszechnie uznaną koncepcją, a kwanty światła, nazwane wkrótce fotonami, przestały być uważane za twór czysto matematyczny, lecz zostały uznane za realne byty fizyczne.
Cs
